項(xiàng)目1 數(shù)控車床基本知識(shí).doc

泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課程數(shù)控車床編程與加工授課時(shí)數(shù)2總第1、2節(jié)課題項(xiàng)目1.1 知識(shí)準(zhǔn)備：數(shù)控車床基本知識(shí)授課形式理論課地點(diǎn)：教室教學(xué)目標(biāo)了解和掌握數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展；2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)；3數(shù)控機(jī)床的分類；4數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)與組成。教學(xué)設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入通過(guò)實(shí)例和視頻資料，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。（1）舉例：從“東芝事件” 看數(shù)控機(jī)床的戰(zhàn)略地位。引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）視頻：數(shù)控機(jī)床的種類、數(shù)控加工過(guò)程。讓學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床有個(gè)感官認(rèn)識(shí)。（3）學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的就業(yè)和發(fā)展前景。引起學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的重視?！八{(lán)領(lǐng)、銀領(lǐng)、金領(lǐng)”。實(shí)例：李斌現(xiàn)象二、新授課1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展；2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)；3數(shù)控機(jī)床的分類；4數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)與組成。多媒體課件演示。三、小結(jié) 總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提出下次實(shí)訓(xùn)課的任務(wù)和要準(zhǔn)備的內(nèi)容。四、 作業(yè)及思考題（1）課后練習(xí)題。（2）做好實(shí)訓(xùn)課準(zhǔn)備。教學(xué)方法采用多媒體，演示圖片和視頻資料。重點(diǎn)難點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的分類、閉環(huán)控制、開環(huán)控制教具器材多媒體課件、筆記本電腦、投影儀問(wèn)題反饋教學(xué)心得興趣是最好的老師。把被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。上好第一堂課非常重要。1.1 知識(shí)準(zhǔn)備：數(shù)控機(jī)床基本知識(shí)1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)字控制（Numerical Control，簡(jiǎn)稱NC）技術(shù)，是用數(shù)字化的信息對(duì)某一對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)。采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。采用通用計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)，用控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的數(shù)控系統(tǒng)，稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tool）是指采用了數(shù)字控制技術(shù)的機(jī)床，它通過(guò)數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)械動(dòng)作，自動(dòng)完成加工任務(wù)。數(shù)控機(jī)床是典型的技術(shù)密集且自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，加工精度和生產(chǎn)效率不斷提高。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展至今已經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六個(gè)時(shí)代：（1）數(shù)控（NC）階段（1952年1970年）早期的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度低，不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求，人們只好用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，這就是硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱數(shù)控（NC）。隨著電子元器件的發(fā)展，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代，即1952年的第一代電子管數(shù)控機(jī)床，1959年的第二代晶體管數(shù)控機(jī)床，1965年的第三代小規(guī)模集成電路數(shù)控機(jī)床。（2）計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（1970年現(xiàn)在） 1970年，通用小型計(jì)算機(jī)已出現(xiàn)并投入成批生產(chǎn)，人們將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入計(jì)算機(jī)數(shù)控階段。這個(gè)階段也經(jīng)歷了三代，即1970年的第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床（CNC），1974年的第五代微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC），1990年的第六代基于PC的數(shù)控機(jī)床（PCBASED）。1.1.2數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也隨之不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎每5年更新?lián)Q代一次，其在制造領(lǐng)域的加工優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)出來(lái)。1適應(yīng)性強(qiáng)，具有高柔性。 2能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)3加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定4自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低（改善勞動(dòng)條件）5生產(chǎn)效率高，減少輔助時(shí)間和機(jī)動(dòng)時(shí)間6良好的經(jīng)濟(jì)效率7有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化1.1.3 數(shù)控車床的分類數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成軸類、盤套類零件的內(nèi)外圓面、圓錐面、圓弧面、螺紋等切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工。數(shù)控車床品種繁多，規(guī)格不一，可按如下方法進(jìn)行分類。1.1.3.1 按數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)分類按數(shù)控車床的主軸位置結(jié)構(gòu)可分為臥式數(shù)控車床和立式數(shù)控車床。1臥式數(shù)控車床主軸軸線為水平位置的數(shù)控車床為臥式數(shù)控車床。臥式數(shù)控車床又分為水平式床身數(shù)控車床和傾斜式床身數(shù)控車床。（1）水平式床身數(shù)控車床目前國(guó)內(nèi)大部分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床都采用這種形式，它與傳統(tǒng)的普通車床床身形式接近。水平式床身數(shù)控車床在刀架配置方面大部分為前置式四工位臥動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。如圖1-1所示。（2）傾斜式床身數(shù)控車床傾斜式床身數(shù)控車床一般為全功能型。其床身一般有傾斜45和60兩種。其傾斜床身結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。全功能數(shù)控車床具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。傾斜式床身數(shù)控車床刀架一般為后置式多工位轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。如圖1-2所示。2立式數(shù)控車床 立式數(shù)控車床的軸線垂直于水平面，一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，用來(lái)裝夾工件。它有單立柱和雙立柱兩種。這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型盤類零件。如圖1-3所示。1.1.3.2 按數(shù)控車床的功能分類按數(shù)控車床的功能可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、普通數(shù)控車床、車削加工中心。1經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是對(duì)普通車床進(jìn)行改造后形成的簡(jiǎn)易型數(shù)控車床，成本較低，但自動(dòng)化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。2全功能型數(shù)控車床全功能型數(shù)控車床又稱標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控車床，是根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床，其數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動(dòng)化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。3車削加工中心是在普通數(shù)控車床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種復(fù)合加工機(jī)床。一般來(lái)說(shuō)車削加工中心具有以下三個(gè)特征：其一是采用動(dòng)力刀架，其二是具有C軸功能，其三是刀架容量大，更高級(jí)的機(jī)床還帶有刀庫(kù)。即除了具有一般二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控車床的各種車削功能外，車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)（不等速回轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行連續(xù)精確分度的C軸功能，可以三軸三聯(lián)動(dòng)?？刂戚S除X、Z、C軸之外，還可具有Y軸。由于增加了C軸和銑削動(dòng)力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外，還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。如圖1-4所示。4車銑復(fù)合加工中心是一種在車削加工中心基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、控制軸數(shù)更多、復(fù)合加工功能更強(qiáng)大的先進(jìn)的復(fù)合加工機(jī)床，典型的如五軸車銑復(fù)合加工中心。1.1.3.3按伺服系統(tǒng)的控制方式分類數(shù)控車床按伺服系統(tǒng)的控制方式可分為開環(huán)控制數(shù)控車床、半閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)控車床、閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)控車床。1開環(huán)伺服控制系統(tǒng) 開環(huán)伺服控制系統(tǒng)是指不帶位置檢測(cè)反饋裝置的控制系統(tǒng)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線路和步進(jìn)電機(jī)組成。2閉環(huán)伺服控制系統(tǒng) 閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動(dòng)部件位置上直接裝有直線位置檢測(cè)裝置，將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入的原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值控制移動(dòng)部件作補(bǔ)充位移，直到差值消除時(shí)才停止，達(dá)到精確定位的控制系統(tǒng)。3半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)是在開環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢測(cè)裝置，通過(guò)檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件補(bǔ)充位移，直到差值消除為止的控制系統(tǒng)。1.1.4 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及組成數(shù)控車床主要有機(jī)床本體和數(shù)控系統(tǒng)組成。機(jī)床本體由床身、主軸、進(jìn)給裝置、導(dǎo)軌、刀架、液壓與氣動(dòng)裝置、冷卻與潤(rùn)滑裝置、排屑裝置等組成。數(shù)控系統(tǒng)由程序載體、輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置（CNC單元）、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)等組成。如圖1-9所示。數(shù)控裝置（CNC單元）是數(shù)控機(jī)床的核心，它由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。數(shù)控裝置接受數(shù)字化信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前,在數(shù)控車床上使用的主流系統(tǒng)有FANUC(法那科)、SIEMENS(西門子)、三菱、廣數(shù)、華中、DASEN(大森)、KND(凱恩蒂)等。這些數(shù)控系統(tǒng)的編程方法及編程格式基本類似,本書以FANUC 0iTC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行編程。圖1-9 數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及組成泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課程數(shù)控車床編程與加工授課時(shí)數(shù)2總第3、4節(jié)課題項(xiàng)目1.2 訓(xùn)練任務(wù)：參觀數(shù)控車床授課形式實(shí)訓(xùn)課地點(diǎn)：車間教學(xué)目標(biāo)熟悉數(shù)控機(jī)床安全操作規(guī)程；熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容1 熟悉安全操作規(guī)程；2 參觀數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)；3 了解數(shù)控機(jī)床的工作原理；4 演示：數(shù)控車床的加工過(guò)程。教學(xué)設(shè)計(jì)1 進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間的注意事項(xiàng)，熟悉數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。2 在教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，參觀數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及組成。變參觀邊講解。3 教師演示操作步驟。觀察數(shù)控車床的操作和加工過(guò)程。（1） 開機(jī)、回參考點(diǎn)；（2） 對(duì)刀；（3） 編程、輸入；（4） 加工零件。4 展示工件樣品，了解數(shù)控車床加工特點(diǎn)。5 總結(jié)與點(diǎn)評(píng)：根據(jù)訓(xùn)練情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。6 課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：“數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及組成”教學(xué)方法教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，參觀數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及組成。變參觀邊講解。重點(diǎn)難點(diǎn)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及工作原理教具器材數(shù)控車床、外圓車刀、切槽刀、螺紋刀、游標(biāo)卡尺、尼龍棒問(wèn)題反饋教學(xué)心得蘇霍姆林斯基：“能力是知識(shí)、技能、智力三位一體的合金”。知識(shí)和技能都不可偏廢。職業(yè)教育也要防止重技能輕視知識(shí)的傾向。項(xiàng)目1.2 訓(xùn)練任務(wù)：參觀數(shù)控車床1熟悉并嚴(yán)格按照數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程操作（1）進(jìn)入實(shí)訓(xùn)車間，要著裝整齊，嚴(yán)禁帶手套、領(lǐng)帶操作機(jī)床。（2）嚴(yán)格按照數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程操作。2參觀數(shù)控車床的組成及結(jié)構(gòu)（1）在教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，打開機(jī)床電器柜門，參觀數(shù)控機(jī)床電器組成部分。（2）參觀數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。講解各組成部分的功能和工作原理。（3）了解機(jī)床操作面板和各功能鍵的作用。（4）講解數(shù)控系統(tǒng)常識(shí)。（5）了解車間內(nèi)幾種機(jī)床